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En esta tesis doctoral se presenta el diseño, la implementación y la caracterización de sensores en fibra óptica para la monitorización de diversas magnitudes en ambientes adversos. Se entiende como ambientes adversos aquellas condiciones ambientales externas a los sensores que por su naturaleza dificultan el uso y la fiabilidad a largo plazo de los sistemas de monitorización. Existe una gran variedad de ambientes adversos tales como temperaturas extremas, altas presiones, ambientes químicos o ionizantes, vibraciones o impactos mecánicos, entre otros. Este trabajo de tesis, realizado en el Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas (GCOC) del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (ITEAM) de la Universitat Politècnica de València así como el trabajo realizado durante la estancia en la School of Engineering and Applied Science de la Aston University, contempla algunos de estos escenarios, por lo que en el diseño e implementación de los sensores ópticos se han empleado distintas tecnologías ópticas, como las redes de difracción de Bragg (FBGs) o los interferómetros ópticos, con el fin de optimizar las prestaciones de los sensores. En primer lugar, se ha realizado un estudio exhaustivo de las redes de difracción de Bragg regeneradas (RFBGs) para la medida de temperaturas extremas, cercanas a los 1300ºC en algunos casos. Este estudio comprende desde el proceso de fabricación de estos dispositivos fotónicos hasta la caracterización como sensores de temperatura y el estudio de la estabilidad térmica a largo plazo. Se ha realizado también un estudio teórico y experimental sobre la multiplexación de interferómetros modales que, por su sensibilidad y robustez, son muy apropiados para su uso en condiciones ambientales adversas. La técnica de multiplexación desarrollada permite multiplexar los interferómetros modales en distintas configuraciones minimizando la interferencia entre ellos. Por último, se muestra la implementación de un sistema de inscripción de FBGs en fibras ópticas de polímeros y el uso de los dispositivos obtenidos para el diseño, la implementación y la caracterización de sensores ópticos para la medida de curvaturas, grandes deformaciones y deformaciones dinámicas. / Barrera Vilar, D. (2013). Diseño, fabricación y caracterización de FBGs e interferómetros en fibra óptica para la monitorización en ambientes adversos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/33399 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

[EN] Structural Health Monitoring (SHM) is a discipline that quantitatively assesses the integrity and performance of infrastructures, relying on sensors, and support the development of efficient Maintenance and Rehabilitation (M&R) plans. Optical Multicore Fiber (MCF) Shape Sensors offer an innovative alternative to traditional methods and enable the reconstruction of the deformed shape of structures directly and in real-time, with no need of computation models or visual contact and exploiting all the advantages of Optical Fiber Sensors (OFS) technology. Despite the intense research efforts centered on this topic by research groups worldwide, a comprehensive investigation on the parameters that influence the performance of these sensors has not been conducted yet. The first part of the thesis presents a numerical study that examines the effects of strain measurement accuracy and core position errors on the performance of optical multicore fiber shape sensors in sensing three-dimensional curvature, which is at the basis of shape reconstruction. The analysis reproduces the strain measurement process using Monte Carlo Method (MCM) and identifies several parameters which play a key role in the phenomenon, including core spacing (distance between outer cores and sensor axis), number of cores and curvature measured. Finally, a set of predictive models were calibrated, by fitting the results of the simulations, to predict the sensors performance. Afterward, an experimental study is proposed to evaluate the performance of optical multicore fiber in sensing shape, with particular focus on the influence of strain sensors length. Two shape sensors were fabricated, by inscribing long (8.0 mm) and short (1.5 mm) Fiber Bragg Gratings (FBG) into the cores of a multicore seven-core fiber. Thus, the performance of the two sensors was assessed and compared, at all the necessary phases for shape reconstruction: strain sensing, curvature calculation and shape reconstruction. To conclude, an innovative approach, based on the Saint-Venant's Torsion Theory, is presented to determine the twisting of multicore fiber and to compensate the errors due to twisting during shape reconstruction. The efficiency of the theoretical approach was then corroborated performing a series of twisting tests on a shape sensor, fabricated by inscribing FBGs sensors into an optical spun multicore seven-core fiber. The investigation of the mechanical behavior of multicore optical shape sensors has synergically involved diverse disciplines: Solid Mechanics, Photonics, Statistics and Data Analysis. Such multidisciplinary research has arisen from the prolific cooperation between the Institutes of the Institute of Science and Technology of Concrete (ICITECH) and the Institute of Telecommunications and Multimedia Applications (iTEAM) - Photonics Research Labs (PRL) - of Universitat Politècnica de València (UPV), in addition to valuable collaboration with other members of the European ITN-FINESSE project, to which this work belongs. This research work aims to enhance the performance optical multicore fiber shape sensors and support the development of new sensor geometries, with great potential for structural health monitoring applications. / [ES] La Monitorización de la Salud Estructural (MSE) evalúa cuantitativamente la integridad y el comportamiento de las infraestructuras y permite desarrollar planes eficaces de Mantenimiento y Rehabilitación (M&R), utilizando los datos de los sensores. Sensores de forma basados en fibra óptica multinúcleo ofrecen una alternativa a los métodos tradicionales y permiten la reconstrucción de la deformada de estructuras de forma directa y en tiempo real, sin necesidad de modelos de cálculo o contacto visual y con todas las ventajas de la tecnología de los Sensores de Fibra Óptica (SFO). A pesar de los grandes esfuerzos en la investigación centrada en este tema por parte de los grupos de investigación de todo el mundo, todavía no se ha realizado una investigación exhaustiva que estudie los parámetros que influyen en el comportamiento de estos sensores. En la primera parte de la tesis se presenta un estudio numérico en el que se examinan los efectos de la precisión de la medición de la tensión y los errores de posición del núcleo en el comportamiento de los sensores de forma basados en fibra óptica multinúcleo para definir la curvatura tridimensional, que es la base de la reconstrucción de la forma. El análisis reproduce el proceso de medición de la tensión utilizando el método de Monte Carlo (MC) e identifica una serie de parámetros que desempeñan un papel en el proceso, entre ellos la separación del núcleo (distancia entre los núcleos exteriores y el eje del sensor), el número de núcleos y la curvatura medida. Por último, se calibró un conjunto de modelos de predicción ajustando los resultados de las simulaciones para predecir el comportamiento de los sensores. A continuación, se propone un estudio experimental para evaluar el comportamiento de los sensores de forma basado en fibra óptica multinúcleo, con especial atención en la influencia de la longitud de los sensores de deformación. Se fabricaron dos sensores de forma, inscribiendo Fiber Bragg Gratings (FBG) con longitudes de 8,0 mm y 1,5 mm en los núcleos de una fibra multinúcleo de siete núcleos. Así, se evaluó y comparó el comportamiento de los dos sensores en todas las fases necesarias para la reconstrucción de la forma, incluyendo la medición de la tensión, el cálculo de la curvatura y la reconstrucción de la forma. Para concluir, se presenta un enfoque innovador, basado en la Teoría de la Torsión de Saint-Venant, para determinar la torsión de la fibra multinúcleo y compensar los errores debidos a la torsión durante la reconstrucción de la forma. La eficiencia del enfoque teórico fue verificada realizando una serie de pruebas de torsión en un sensor de forma, fabricado inscribiendo los sensores de FBGs en una fibra óptica multinúcleo torcida y siete núcleos. La investigación del comportamiento mecánico de los sensores ópticos de forma multinúcleo ha involucrado sinérgicamente diversas disciplinas: Mecánica del sólido, Fotónica, Estadística y Análisis de datos. Esta investigación multidisciplinaria ha surgido de la prolífica cooperación entre el Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) y el Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM) - Laboratorio de Investigación Fotónica (LIF) - de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), además de la valiosa colaboración con otros miembros del proyecto europeo ITN-FINESSE, al que pertenece este trabajo. Este trabajo de investigación puede permitir mejorar el comportamiento de los sensores de forma basados en fibra óptica multinúcleo y apoyar el desarrollo de nuevas geometrías de sensores, con un gran potencial para aplicaciones de control de la salud estructural. / [CA] Structural Health Monitoring (SHM) avalua quantitativament la integritat i el comportament de les infraestructures i permet desenrotllar plans eficaços de Maintenance and Rehabilitation (M&R), utilitzant les dades dels sensors. Optical Multicore Fiber (MCF) Shape Sensors oferixen una alternativa als mètodes tradicionals i permeten la reconstrucció de la forma de la deformació de les estructures de forma directa i en temps real, sense necessitat de models de càlcul o contacte visual i amb tots els avantatges de l'Optical Fiber Sensors (OFS) Technology. A pesar dels grans esforços en la investigació centrada en aquest tema per part dels grups d'investigació de tot el món, encara no s'ha realitzat una investigació exhaustiva que estudie els paràmetres que influïxen en el comportament d'aquestos sensors. En la primera part de la tesi es presenta un estudi numèric en què s'examinen els efectes de la precisió del mesurament de la tensió i els errors de posició del nucli en el comportament dels sensors de forma basats en fibra òptica multinucli per a definir la curvatura tridimensional, que és la base de la reconstrucció de la forma. L'anàlisi reproduïx el procés de mesurament de la tensió utilitzant el mètode de Monte Carlo (MC) i identifica una sèrie de paràmetres que exercixen un paper en el procés, entre ells la separació del nucli (distància entre els nuclis exteriors i l'eix del sensor), el nombre de nuclis i la mesura de la curvatura. Finalment, es va calibrar un conjunt de models de predicció ajustant els resultats de les simulacions per a predir el comportament dels sensors. A continuació, es proposa un estudi experimental per a avaluar el comportament dels sensors de forma basat en fibra òptica multinucli, amb especial atenció en la influència de la longitud dels sensors de deformació. Es van fabricar dos sensors de forma, inscrivint Fiber Bragg Gratings (FBG) amb longituds de 8,0 mm i 1,5 mm en els nuclis d'una fibra multinucli de set nuclis. Així, es va avaluar i es va comparar el comportament dels dos sensors en totes les fases necessàries per a la reconstrucció de la forma, incloent el mesurament de la tensió, el càlcul de la curvatura i la reconstrucció de la forma. Per a concloure, es presenta un enfocament innovador, basat en la Teoria de la Torsió de Saint-Venant, per a determinar la torsió de la fibra multinucli i compensar els errors deguts a la torsió durant la reconstrucció de la forma. L'eficiència de l'enfocament teòric va ser verificada realitzant una sèrie de proves de torsió en un sensor de forma, fabricat inscrivint els sensors de FBGs en una fibra òptica de set nuclis de filat múltiple. La investigació del comportament mecànic dels sensors òptics de forma multinucli ha involucrat sinèrgicament diverses disciplines: Mecànica del sòlid, Fotónica, Estadística i Anàlisi de dades. Aquesta investigació multidisciplinària ha sorgit de la prolífica cooperació entre l'Institut de Ciència i Tecnologia del Formigó (ICITECH) i l'Institut de Telecomunicacions i Aplicacions Multimèdia (iTEAM) - Laboratori de investigación fotònica (LIF) - de la Universitat Politècnica de València (UPV), a més de la valuosa col·laboració amb altres membres del projecte europeu ITN- FINESSE, al qual pertany aquest treball. Aquest treball d'investigació pot permetre millorar el comportament dels sensors de forma basats en fibra òptica multinucli i ajudar al desenrotllament de noves geometries de sensors, amb un gran potencial per a aplicacions de control de la salut estructural. / Floris, I. (2020). Optical Multicore Fiber Shape Sensors. A numerical and experimental performance assessment [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/148715

The identification and quantification of atoms, molecules, or ions concentrations in gaseous samples are in great demand for medical, environmental, industrial, law enforcement and national security applications. These applications require in situ, high-resolution, non-destructive, sensitive, miniature, inexpensive, rapid detection, remotely accessed, real time and continuously operating chemical sensing devices. The aim of this work is to design a miniature optical sensing device that is capable of detecting and measuring chemical species, compatible with being integrated into a large variety of monitoring systems, and durable enough to be used under extreme conditions. The miniature optical sensor has been realized by employing technologies from the optical communication industry and spectroscopic methods and techniques. Fused silica capillary tubing along with standard communication optical fibers have been utilized to make miniature gas sensor based on near-infrared spectroscopy for acetylene gas detection. In this work, the basic principles of infrared spectroscopy are reviewed. Also, the principle of operation, fabrication, testing, and analysis of the proposed sensor are discussed in details. / Master of Science

In a time when microorganisms are controlling the world, research in biology is more relevant than ever and this requires some powerful instruments. Optical tweezers use a focused laser beam to manipulate and probe objects on the nano- and microscale. This allows for the exploration of a miniature world at the border between biology, chemistry and physics. New methods for biophysical and physicochemical measurements are continuously being developed and at Umeå University there is a need for a new system that combines several of these methods. This would truly be the new Swiss army knife of biophysical and biomechanical research, extending their reach in the world of optical tweezing. My ambition with this project is to design and construct a robust system that incorporates optical trapping with high-precision force measurements and Raman spectroscopy, as well as introducing the possibility of generating multiple traps by using a spatial light modulator (SLM). The proposed design incorporates four different lasers and a novel combination of signal detection techniques. To allow for precise control of the systems components and laser beams, I designed and constructed motorized opto-mechanical components. These are controlled by an in-house developed software that handles data processing and signal analysis, while also providing a user interface for the system. The components include, motorized beam blockers and optical attenuators, which were developed using commonly available 3D printing techniques and electronic controllers. By designing the system from scratch, I could eliminate the known weaknesses of conventional systems and allow for a modular design where components can be added easily. The system is divided into two parts, a laser breadboard and a main breadboard. The former contains all the equipment needed to generate and control the laser beams, which are then coupled through optical fibers to the latter. This contains the components needed to move the optical trap inside the sample chamber, while performing measurements and providing user feedback. Construction and testing was done for one sub-system at a time, while the lack of time required a postponement for the implementation of Raman and SLM. The system performance was verified through Allan variance stability tests and the results were compared with other optical tweezers setups. The results show that the system follows the thermal limit for averaging times (τ) up to ~1 s when disturbances had been eliminated, which is similar to other systems. However, we could also show a decrease in variance all the way to τ = 2000 s, which is exceptionally good and not found in conventional systems. The force-resolution was determined to be on the order of femtonewtons, which is also exceptionally good. Thus, I conclude that this optical tweezers setup could lie as a solid foundation for future development and research in biological science at Umeå University for years to come.

The master theses deals with a detailed analysis of optical fiber sensors. Specifically, there are discussed optical fibers, various types of sensors and realization optical fiber senzor and senzor system that has been optimized and processed data in real time. In master theses also describes the LabView programming enviroment and uses components, including the entire sensor systém of a sensors system that sends measured data

Le cadre général dans lequel s’insère ce travail de thèse est celui de l’étude de la diffusion Brillouin dans une nouvelle génération de fibres optiques à cristaux photoniques (PCFs). Ces fibres, qui présentent un arrangement périodique de micro-canaux d’air parallèles le long de la fibre, possèdent en effet des propriétés optiques et acoustiques remarquables et inédites par rapport aux fibres conventionnelles. De façon plus précise, nous montrons dans ce travail, par le biais de simulations numériques et de données expérimentales, que les fibres à cristaux photoniques offrent la possibilité de supprimer ou, à contrario, augmenter les interactions entre les photons et les phonons. Dans une première partie, nous présentons une méthode de cartographie des fluctuations longitudinales de la microstructure des fibres PCFs à l’aide d’un capteur distribué basé sur une méthode innovante d’écho Brillouin. Cette méthode, très sensible et à haute résolution, est directement intéressante pour caractériser et améliorer l’uniformité des PCFs lors de leur fabrication et également pour la détection des différentes contraintes de température et étirement induites le long des fibres. Sur le plan fondamental, notre système de mesure distribuée à haute résolution nous a également permis d’observer, pour la première fois à notre connaissance, le temps de vie des ondes acoustiques dans les fibres à cristaux photoniques et les fibres standard. Par ailleurs, sur le plan technique, nous avons développé une architecture simplifiée de capteur distribué combinant la technique des échos Brillouin et celle de la modulation différentielle par déplacement de phase avec un seul modulateur d’intensité. Nos résultats montrent une résolution centimétrique dans la zone de soudure entre deux fibres optiques à l’aide d’une impulsion de phase de 500 ps. Nous démontrons dans une deuxième partie la suppression directe et passive de la rétrodiffusion Brillouin stimulée dans une fibre optique micro structurée en faisant varier périodiquement le diamètre de la microstructure. Une augmentation de 4 dB du seuil de puissance Brillouin a été obtenue avec une variation de seulement 7% sur une période de 30m. Ce résultat est très intéressant car la diffusion Brillouin est un facteur limitant dans les systèmes de télécommunications par fibre optique et les lasers à fibre. La troisième et dernière partie est consacrée à l’étude numérique et expérimentale de la diffusion Brillouin en avant dans les fibres à cristaux photoniques. En plus de la suppression de la plupart des modes acoustiques transverses, nous montrons que cette diffusion Brillouin est fortement augmentée pour certains modes acoustiques à haute fréquence qui sont piégés au cœur de la microstructure. Nous avons également étudié une fibre à structure multi-échelle qui révèle l’excitation sélective de plusieurs phonons acoustiques à des fréquences allant jusqu’a 2GHz. Ces mesures ont étés confirmées par des simulations numériques basées sur une méthode vectorielle aux éléments finis. L’impact des irrégularités de la microstructure a aussi été mis en évidence.Mots clés : optique non linéaire, diffusion Brillouin, fibres optiques microstructurées, seuil Brillouin, capteurs Brillouin distribués. / Brillouin scattering is a fundamental nonlinear opto-acoustic interaction present in optical fibers with important implications in fields ranging from modern telecommunication networks to smart optical fiber sensors. This thesis is aimed at providing a comprehensive theoretical and experimental investigation of both forward and backward Brillouin scattering in next generation photonic crystal fibers in view of potential applications to above mentioned fields. We show in particular that these micro-structured optical fibers have the remarkable ability to either suppress or enhance photon-phonon interactions compared to what is commonly observed in conventional fibers. Firstly, this thesis provides a complete experimental characterization of several photonic crystal fibers using a novel highly-resolved distributed sensing technique based on Brillouin echoes. We perform distributed measurements that show both short-scale and long-scale longitudinal fluctuations of the periodic wavelength-scale air-hole microstructure along the fibers. Our mapping technique is very sensitive to structural irregularities and thus interesting for fiber manufacturers to characterize and improve the fiber uniformity during the drawing process. With this technique, we also report the first experimental observationof the acoustic decay time and the Brillouin linewidth broadening in both standard and photonic crystal fibers. Furthermore, we experimentally demonstrate a simplified architecture of our Brillouin echoes-based distributed optical fiber sensor with centimeter spatial resolution. It is based on differential phase-shift keying technique using a single Mach-Zehnder modulator to generate a pump pulse and a _-phase-shifted pulse with an easy and accurate adjustment of delay. These sensing techniques are also applied to distributed strain measurement. Another aspect of this thesis is the investigation of a novel method for suppressing stimulated Brillouin scattering that is detrimental to optical fiber transmissions and fiber lasers. We experimentally study several fibers and a demonstrate 4 dB increase of the Brillouin threshold in a photonic crystal fiber by varying periodically the core diameter by only7%. The efficiency of this passive technique is verified by use of our distributed sensing technique where the oscillating Brillouin frequency shift is clearly observed.Lastly, we present experimental and numerical results demonstrating the simultaneous vi Abstract frequency-selective excitation of several guided acoustic Brillouin modes in a photonic crystal fiber with a multi-scale structure design. These guided acoustic modes are identified by using a full vector finite-element model to result from elastic radial vibrations confined by the air-silica microstructure. We further show the strong impact of structural irregularities of the fiber on the frequency and modal shape of these acoustic resonances

Hydrogen peroxide (H2O2) is extensively used in a broad range of industrial and medical applications, such as aseptic processing of food and pharmaceuticals, disinfection, water treatment plants, and decontamination of industrial effluents. H2O2 is believed to be responsible for chemical degradation of polymer membranes in Polymer-Electrolyte-Membrane (PEM) fuel cells. Therefore, a versatile H2O2 sensor that functions in different environments with different conditions is of practical importance in various fields. This dissertation presents the fabrication of a fiber-optic H2O2 sensing probe (optrode) and its H2O2 sensing behavior in different conditions. An H2O2 optrode is fabricated using chemical deposition of Prussian blue (PB) onto the tip of a multimode optical fiber. Sensing tests are performed in aqueous solutions at a constant pH and different concentrations of H2O2. Sensing features of the optrode (i.e. repeatability, durability, and reproducibility) are assessed by performing multiple sensing tests with several optrodes. The results show the prepared optrode is able to detect concentrations of H2O2 in aqueous solutions at a constant pH of 4 and the optrode features a repeatable and durable response at this condition. The functionality of optrodes at different pH values is further investigated by performing additional sensing experiments. These experiments are carried out in aqueous solutions with different concentrations of H2O2 at different pH values (i.e. pH 2-7). The sensor detects the presence of H2O2 at a range of pH values. Sensing behavior of optrodes toward detection and measurement of H2O2 concentrations is studied at the pH value corresponding to an operating PEM fuel cell (i.e. pH 2). The optrode is able to detect concentrations of H2O2 at this condition with a repeatable and durable response. The stability of PB films, prepared through different conditions, is investigated to address the stability of optrodes at elevated temperatures. PB films are first deposited onto the glass slides through three different chemical processes, and then at different synthesis temperatures. The PB films are left in Phosphate-Buffer-Solutions (PBS) with pH 2 and at elevated temperatures for a day. Finally, PB films are characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) to analyze their stability following PBS processing at operating temperatures and pH value corresponding to an operating PEM fuel cell (i.e. 80 °C and pH 2). The results of these experiments illustrate the PB films prepared through the single-source precursor (SSP) technique and at synthesis temperatures above 60 °C remain stable after the PBS processing. The proposed optrode shows reliable sensing behavior toward detection and measurement of H2O2 concentrations in aqueous solutions at different conditions. The prepared optrode has the potential for being developed and used in different industrial and medical fields, as well as an operating PEM fuel cell, to detect and measure H2O2 concentrations. / Graduate / 0794 / 0548 / 0485 / hakbarik@uvic.ca

Ce travail de thèse a porté sur le développement de réseaux de micro- et nanocapteurs opto-électrochimiques pour la bioanalyse. Ils répondent à la demande grandissante dans le domaine de la recherche et du diagnostic pour des outils permettant de réaliser de multiples analyses simultanément avec des échantillons de faibles volumes. Ces nouvelles biopuces de haute densité sont fabriquées à partir de faisceaux cohérents de fibres optiques. Une des deux faces est micro- ou nanostructurée par une attaque chimique, puis fonctionnalisée avec une sonde biologique. La première biopuce est un réseau de nanocapteurs fluorescents à ADN où les sondes ont été immobilisées grâce aux propriétés d’électropolymérisation du pyrrole. La lecture est réalisée à distance au travers du faisceau d’imagerie. En combinant la technique d’immobilisation avec des microleviers électrochimiques, plusieurs sondes différentes ont pu être adressées sur le même réseau nanostructuré. La seconde biopuce permet d’effectuer des immunodosages multiplexés en utilisant l’imagerie électrochimiluminescente résolue à l’échelle d’une microsphère. Le développement de cette technique permet de combiner les avantages de l’électrochimiluminescence avec des immunodosages multiplexés. L’élaboration de ces réseaux allie différentes techniques physico-chimiques, notamment électrochimiques, pour obtenir des biopuces avec un fort potentiel, grâce à une densité et un degré de multiplexage importants. / This work presents the development of optoelectrochemical micro- and nanosensor arrays for bioanalytical applications. These platforms respond to the growing need in research and diagnostic for tools allowing multiple and simultaneous analysis in small-volume samples. These new high density biochips are made from coherent optical fiber bundles: one face is micro- or nanostructured by chemical etching and then functionnalized with biological probes. The first biochip is a fluorescent DNA nanosensor array where probes have been immobilized by electrodeposition of a polypyrrole thin film. The detection of the hybridization is remotely performed through the imaging fiber. Different probes were succesfully addressed onto the same nanostructured array thanks to electrochemical cantilevers. The second biochip allows multiplexed sandwich immunoassays using electrochimiluminescent imaging resolved at the single bead level. In particular, the development of this new readout mechanism allows extending electrochemiluminescent detection for multiplexed immunoassays. Design and implementations of both platforms take advantages of different physical and chemical techniques, especially electrochemical, to obtain biochips with a great potential through high density and high multiplexing level.